電磁發(fā)射的試驗(yàn)方法詳細(xì)介紹

編者按：關(guān)于對(duì)UPS的EMC的要求，是廣大電源科技工作者所共同關(guān)心的問(wèn)題。本刊從上期開(kāi)始分次選登國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（報(bào)批稿）中的部分內(nèi)容，以使從事這方面工作的科技工作者先睹為快。

不間斷電源設(shè)備（UPS）

第2部分：電磁兼容性（EMC）要求

附錄A

（規(guī)范性附錄）

電磁發(fā)射的試驗(yàn)方法

這些試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)量由UPS產(chǎn)生且通過(guò)傳導(dǎo)和輻射方式傳播的電磁輻射電平。

本附錄主要關(guān)注連續(xù)性電磁發(fā)射。

根據(jù)UPS的物理尺寸和功率額定值，對(duì)實(shí)際提供的UPS，制造廠可以選擇最合適的試驗(yàn)場(chǎng)所和試驗(yàn)布置。

某些情況，例如多模塊構(gòu)成的系統(tǒng)，唯一的解決方法是在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行評(píng)估試驗(yàn)。因此，下述試驗(yàn)裝置和方法，盡可能提供一般的規(guī)范，以適合大多數(shù)UPS。

A.1 測(cè)量設(shè)備

A.1.1 測(cè)量?jī)x器

準(zhǔn)峰值檢波器接收機(jī)和平均值檢波器接收機(jī)應(yīng)符合GB/T6113.1。

注:也可以使用具有其它檢波特性的測(cè)量?jī)x器，只要能證明騷擾值的測(cè)量結(jié)果是相同的。為方便起見(jiàn)，特別在受試設(shè)備的工作頻率在工作周期內(nèi)顯著變化時(shí)，應(yīng)該盡量使用掃頻接收機(jī)或頻譜分析儀。

A.1.2 人工電源網(wǎng)絡(luò)（AMN）

測(cè)量電源端子騷擾電壓應(yīng)使用在GB/T6113.1第10.3規(guī)定的50Ω／50μH的人工電源網(wǎng)絡(luò)。

人工電源網(wǎng)絡(luò)在橫跨電源的測(cè)量點(diǎn)提供一個(gè)規(guī)定的射頻阻抗，并同時(shí)為受試設(shè)備與電源線上的環(huán)境噪聲提供隔離。

A.1.3 電壓探頭

UPS的輸出以及由于UPS輸入電流額定值過(guò)大而不能使用人工電源網(wǎng)絡(luò)測(cè)量時(shí)，應(yīng)使用按GB/T6113.1第11.2的要求和圖10所示的電壓探頭。探頭依次連接在每一線和所選擇的參考地（金屬平板、金屬管）之間測(cè)量。

探頭主要由一個(gè)耦合電容器和一個(gè)電阻構(gòu)成，以使電網(wǎng)和地之間的總阻抗至少為1500Ω。電容器或保護(hù)測(cè)量接收機(jī)防止危險(xiǎn)電流的任何其它器件對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響，均應(yīng)小于ldB，或可以校準(zhǔn)。

探頭的接地線要求用低阻抗連接到參考地，連接線的長(zhǎng)度不應(yīng)小于最大測(cè)量頻率波長(zhǎng)的1/10(30MHz時(shí)大于1m)，另外，頻率低于3MHz時(shí)，連接線長(zhǎng)度不超過(guò)10m。

A.1.4 天線

按GB/T6113.1第14條的要求。

A.2 受試設(shè)備的布置

A.2.1 這里沒(méi)有特別的規(guī)定，在某種意義上而言，UPS的構(gòu)成、安裝、布置和操作符合常規(guī)應(yīng)用。相互聯(lián)系的接口電纜／負(fù)載／器件應(yīng)至少與UPS各接口、端口中的一個(gè)相連接，在實(shí)際上，每根電纜線接一個(gè)習(xí)慣使用的典型裝置。

根據(jù)最初的預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于有多路相同類(lèi)型接口的UPS，可能需要增加互連電纜／負(fù)載／器件。增加到某一根電纜對(duì)輻射的影響不大于2dB時(shí)為止，但是布置選擇的原理和端口的負(fù)載情況應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明。

A.2.2 應(yīng)根據(jù)各個(gè)設(shè)備的要求確定互連電纜的類(lèi)型和長(zhǎng)度，如果電纜長(zhǎng)度可以變化，則應(yīng)選取產(chǎn)生最大輻射的長(zhǎng)度。

A.2.3 如果在試驗(yàn)時(shí)為了達(dá)到兼容性，使用了屏蔽電纜或?qū)Ｓ秒娎|，那么，在說(shuō)明書(shū)中應(yīng)包括建議使用這種電纜的說(shuō)明。

A.2.4 超過(guò)規(guī)定長(zhǎng)度的電纜，應(yīng)在電纜的中部進(jìn)行捆扎，電纜線束的長(zhǎng)度應(yīng)為0.3m～0.4m。如果由于電纜太粗或太硬，或由于試驗(yàn)是在用戶安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行等原因不能捆扎時(shí)，則超長(zhǎng)電纜的處置應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中明確說(shuō)明。

A.2.5 為了保證試驗(yàn)的可重復(fù)性，任何一組結(jié)果都應(yīng)附有關(guān)于電纜和受試設(shè)備方位的詳細(xì)說(shuō)明，如有使用條件的要求，則這些條件應(yīng)在文件中予以規(guī)定，例如電纜長(zhǎng)度，電纜類(lèi)型，屏蔽和接地要求，這些條件應(yīng)包括在說(shuō)明書(shū)中。

A.2.6 當(dāng)對(duì)一個(gè)與其它設(shè)備相互配合而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行評(píng)估時(shí)，可用其它設(shè)備代替整個(gè)系統(tǒng)，或者使用模擬器進(jìn)行評(píng)估。無(wú)論采用何種方法，都應(yīng)注意保證受試設(shè)備與系統(tǒng)其它部分的影響或滿足A.5.5所規(guī)定的環(huán)境噪聲條件的模擬器的影響一起評(píng)估，用來(lái)代替實(shí)際設(shè)備的任何模擬器應(yīng)能完全地體現(xiàn)接口的電特性和在某些情況下的機(jī)械特性，尤其是射頻（RF）信號(hào)阻抗以及電纜的構(gòu)造和類(lèi)型。

注：本程序要求能夠評(píng)估與其它制造廠的另外一些設(shè)備組合而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備。

A.2.7 對(duì)于蓄電池外置的UPS，應(yīng)盡可能地使?電池包括在試驗(yàn)方案之中，并按說(shuō)明書(shū)安裝。

若不可能，或者是由包括了蓄電池的其它設(shè)施供電時(shí)，則在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)對(duì)此作出說(shuō)明。

A.2.8 交流輸出應(yīng)接電阻負(fù)載，并且可以調(diào)節(jié)，以獲得被測(cè)UPS所需承擔(dān)的有功功率。

A.2.9 受試設(shè)備相對(duì)于接地平面的位置應(yīng)與實(shí)際使用中情況相符合，即落地式UPS應(yīng)放在接地平面或放在緊貼接地平面的絕緣地板上（如木制地板），而臺(tái)式UPS應(yīng)放在非金屬的桌子臺(tái)面上。電源電纜和信號(hào)電纜相對(duì)于接地平面的走向應(yīng)等效于實(shí)際使用情況，接地平面可以是金屬的。

注：附錄A5.3和A.8.1分別給出了端子電壓測(cè)量，場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量的特定的接地平面的要求。

A.3 最大發(fā)射布置的確定

應(yīng)在預(yù)測(cè)試中尋找相對(duì)于限值的最大發(fā)射的頻率，此時(shí)，UPS處于典型運(yùn)行方式，并且電纜按常規(guī)位置放置，試驗(yàn)布置應(yīng)能代表典型系統(tǒng)的配置情況。

應(yīng)通過(guò)檢測(cè)幾個(gè)有針對(duì)性的頻率上的騷擾，鑒別出最高的騷擾頻率，以確保所找的頻率為可能的最大騷擾頻率，并由此確定相關(guān)的電纜、UPS配置和運(yùn)行方式。

UPS的預(yù)試驗(yàn)方案按圖A.4到A.11。UPS和外圍設(shè)備的距離按照?qǐng)D示，為了找到最大值，只可改變電纜的方向和位置。

在本試驗(yàn)程序中，臺(tái)式設(shè)備的電纜只在典型布置的范圍內(nèi)改變方向和位置。對(duì)落地式設(shè)備，電纜應(yīng)按使用者安裝時(shí)那樣放置，且不再作進(jìn)一步調(diào)整。對(duì)落地式設(shè)備，如果電纜的安裝規(guī)定不清楚，或每一次的安裝可能不一樣，還應(yīng)改變電纜方向和位置，使之達(dá)到產(chǎn)生最大發(fā)射值。

端子騷擾電壓和騷擾場(chǎng)強(qiáng)的最終測(cè)量按A.5、A.6和A.7分別進(jìn)行。

A.4 試驗(yàn)時(shí)設(shè)備的工作狀態(tài)

UPS應(yīng)在所設(shè)計(jì)的額定工作電壓和典型的負(fù)載條件運(yùn)行，負(fù)載可以是實(shí)際負(fù)載，也可以是模擬負(fù)載。無(wú)論是用試驗(yàn)程序還是用其它的測(cè)量方法，在試驗(yàn)UPS時(shí)，所有對(duì)發(fā)射有影響的元器件都必須處于工作狀態(tài)，以保證所測(cè)到的是整個(gè)受試系統(tǒng)發(fā)射。并且，對(duì)任何一種UPS運(yùn)行方式都必須用這種方式來(lái)試驗(yàn)。

A.5 電源端子騷擾電壓的測(cè)量方法

A.5.1 測(cè)量接收機(jī)

使用附錄A.1.1所述的準(zhǔn)峰值檢波器接收機(jī)和平均值檢波器接收機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。

A.5.2 人工電源網(wǎng)絡(luò)（AMN）

應(yīng)使用附錄A.1.2所描述的人工電源網(wǎng)絡(luò)。

將試驗(yàn)單元和人工電源網(wǎng)絡(luò)相連，試驗(yàn)單元的擺放應(yīng)使其邊界與人工電源網(wǎng)絡(luò)最近的表面之間的距離為0.8m。

制造商提供的電源軟線，一般應(yīng)為1m長(zhǎng)，如果超過(guò)1m，則應(yīng)將其超長(zhǎng)部分來(lái)回折疊，折疊長(zhǎng)度不超過(guò)0.4m。

如果制造商在安裝說(shuō)明書(shū)中對(duì)電源電纜另有規(guī)定,則應(yīng)使用長(zhǎng)度為1m的該類(lèi)型電源電纜連接試驗(yàn)單元和人工電源網(wǎng)絡(luò)。

按制造商在安裝說(shuō)明書(shū)中的規(guī)定布置試驗(yàn)單元,并連接電纜。

安全所需的接地線應(yīng)接到人工電源網(wǎng)絡(luò)的參考地上,除制造商提供接地線或另有規(guī)定外，該接地線應(yīng)為1m長(zhǎng)，其走向應(yīng)平行于電源線,兩線間隔不超過(guò)0.1m。

由制造商規(guī)定或提供的為了連接到相同的終端作為安全接地的其它接地線(例如EMC所需的接地線)也應(yīng)一并連接到人工電源網(wǎng)絡(luò)的參考地上。

從本地廣播服務(wù)區(qū)域耦合過(guò)來(lái)的傳導(dǎo)環(huán)境噪聲可能使得在某些頻率無(wú)法進(jìn)行測(cè)量。此時(shí)，可以在人工電源網(wǎng)絡(luò)與供電電源之間插入一個(gè)合適的附加的射頻濾波器，或在屏蔽室內(nèi)測(cè)量。構(gòu)成該射頻濾

波器的元件應(yīng)封閉在一個(gè)金屬屏蔽盒內(nèi)。該金屬屏蔽盒直接連接到測(cè)量系統(tǒng)參考地上。接上附加的射頻濾波器后，人工電源網(wǎng)絡(luò)的阻抗在測(cè)量頻率仍應(yīng)滿足要求。

例外：

UPS的額定功率值超過(guò)人工電源網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)稱(chēng)值時(shí)，則允許使用符合GB/T6113.1和圖A.2所示的電壓探頭來(lái)測(cè)量電源端子騷擾電壓。

這種情況下，電源的額定電流值應(yīng)至少與所安裝UPS的電流額定值相等，以盡可能地與現(xiàn)場(chǎng)供電電源的阻抗相匹配。

A.5.3 接地平面

如果受試設(shè)備不接地且是非落地式設(shè)備，則應(yīng)放在距離面積至少為2m×2m的水平參考接地平面或垂直參考接地平面0.4m處，并應(yīng)與其它不屬于該試驗(yàn)單元的組成部分的任何金屬面或接地平面保持0.8m的距離。如果在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，則上述0.4m距離可以是距屏蔽室任一側(cè)壁的距離。

落地式設(shè)備遵守相同的規(guī)定，只是應(yīng)該放在一塊水平金屬接地板上。接觸的各點(diǎn)應(yīng)和正常使用相一致，但不能與接地平面形成金屬接觸，參考接地平面應(yīng)至少比試驗(yàn)單元的邊框大0.5m，且最小尺寸為2m×2m。

應(yīng)用盡可能短的導(dǎo)體將AMN參考接地點(diǎn)連接到參考接地平面上，導(dǎo)體長(zhǎng)寬比小于3：l，或用螺栓固定到參考接地平面上。

A.5.4 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量的設(shè)備布置

按A.2的要求布置并運(yùn)行UPS，臺(tái)式和落地式設(shè)備的布置按圖A.4～圖A.9。

臺(tái)式UPS應(yīng)放置在高出地平面0.8m的非金屬臺(tái)上，它距與水平金屬接地平面相連的垂直接地平面0.4m（見(jiàn)A.5.3）。

設(shè)計(jì)成臺(tái)式或落地式兩用的設(shè)備應(yīng)按臺(tái)式的布置來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，除非典型安裝為地面放置，并采用相應(yīng)的布置。

那種設(shè)計(jì)在墻壁上安裝使用的設(shè)備應(yīng)按臺(tái)式UPS的布置來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)備的方位應(yīng)與正常工作時(shí)的情況相一致(即正常安裝位置)。